最終更新：2025年12月16日

銀 (47)：伝導性の記録を持つ千年金属

銀の発見の歴史

銀は、金、銅、鉛、錫、鉄、水銀とともに、古代から知られている7つの金属の一つです。その使用は、少なくとも現在のトルコであるアナトリアで紀元前5000年までさかのぼり、天然銀を打ち延ばした物体が発見されています。メソポタミア、エジプト、インダス渓谷の文明は、宝飾品、儀式用品、通貨として銀を使用していました。

銀という名前は、ラテン語のargentumに由来し、おそらく「輝く」または「白い」を意味するインド・ヨーロッパ語の語根から来ています。化学記号Agはラテン語のargentumから直接来ています。英語のsilverは、古英語のseolfor（ゲルマン語起源）から来ています。この言語的二重性（argent/silver）は、一般的な化学元素の中でユニークです。

銀を含む鉛鉱石から銀を抽出する最初の方法は、紀元前3000年頃にアナトリアで開発されました。古代から記述されているカペレーション法は、高温で鉛を酸化させることにより、銀と鉛を分離することを可能にしました。紀元前6世紀から採掘されたギリシャのラウリオン鉱山は、アテネの海上力とパルテノン神殿の建設を支えた銀を供給しました。

1492年の新世界の発見は、銀の世界経済を革命的に変えました。1540年代からパティオ法（水銀アマルガム法）を使用して採掘された、現在のボリビアのポトシとメキシコのサカテカスのスペイン鉱山は、3世紀にわたりヨーロッパとアジアを銀であふれさせるほどの膨大な量の銀を生産しました。1500年から1800年の間、アメリカは世界の銀生産の約85％を供給しました。

構造と基本的な性質

銀（記号Ag、原子番号47）は、周期表の11族に属する遷移金属で、銅と金とともに分類されます。その原子は47個の陽子、通常60個の中性子（最も豊富な同位体 \(\,^{107}\mathrm{Ag}\)）、および電子配置[Kr] 4d¹⁰ 5s¹の47個の電子を持っています。

銀は、すべての元素の中で最も高い金属光沢を持つ白色の輝く金属です。その密度は10.49 g/cm³で、金（19.3 g/cm³）や白金（21.5 g/cm³）よりもはるかに軽いですが、比較的重い金属です。銀は面心立方構造（fcc）で結晶化します。非常に延性と展性に優れ、0.00025 mmの厚さの箔に圧延したり、非常に細い線に引き延ばすことができます。

銀は、すべての元素の中でいくつかの絶対的な記録を保持しています。室温での電気伝導率はすべての金属の中で最も高く（63.0 × 10⁶ S/m）、銅を上回ります。また、熱伝導率（20 °Cで429 W/m·K）と反射率（波長に応じて約95-99％）も可視光および赤外線領域で最も高いです。

銀は962 °C（1235 K）で融解し、2162 °C（2435 K）で沸騰します。これらの温度は他の貴金属と比較して比較的低く、加工や合金化が容易です。純銀はほとんどの実用的な用途に対して柔らかすぎるため、通常、硬度を高めるために銅などの他の金属と合金化されます。

銀の融点：1235 K（962 °C）。
銀の沸点：2435 K（2162 °C）。
銀はすべての金属の中で最も高い電気および熱伝導率を持っています。

銀の同位体表

銀の同位体（基本的な物理的性質）
同位体 / 記号	陽子 (Z)	中性子 (N)	原子質量 (u)	天然存在比	半減期 / 安定性	崩壊 / 備考
銀-107 — \(\,^{107}\mathrm{Ag}\,\)	47	60	106.905097 u	≈ 51.84 %	安定	銀の最も豊富な安定同位体で、わずかに多数派。パラジウム-107の崩壊生成物。
銀-109 — \(\,^{109}\mathrm{Ag}\,\)	47	62	108.904752 u	≈ 48.16 %	安定	2番目に豊富な安定同位体で、銀-107とほぼ同じ量。
銀-105 — \(\,^{105}\mathrm{Ag}\,\)	47	58	104.906528 u	合成	≈ 41.3 日	放射性（電子捕獲）。核医学および産業用トレーサーとして使用。
銀-110m — \(\,^{110m}\mathrm{Ag}\,\)	47	63	109.906107 u	合成	≈ 249.8 日	放射性（β⁻、異性体遷移）。線量測定および環境トレーサーとして使用。
銀-111 — \(\,^{111}\mathrm{Ag}\,\)	47	64	110.905291 u	合成	≈ 7.45 日	放射性（β⁻）。核医学での画像診断および標的治療に使用。

銀の電子配置と電子殻

注：
電子殻：電子が原子核の周りにどのように配置されているか。

銀は47個の電子を5つの電子殻に持っています。その完全な電子配置は：1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s¹、または簡略化すると：[Kr] 4d¹⁰ 5s¹。この配置はK(2) L(8) M(18) N(18) O(1)とも書くことができます。

電子殻の詳細構造

K殻 (n=1)：1s軌道に2個の電子を含みます。この内殻は完全で非常に安定しています。
L殻 (n=2)：2s² 2p⁶に8個の電子が配置されています。この殻も完全で、貴ガス（ネオン）の配置を形成しています。
M殻 (n=3)：3s² 3p⁶ 3d¹⁰に18個の電子が配置されています。この完全な殻は電子シールドに寄与します。
N殻 (n=4)：4s² 4p⁶ 4d¹⁰に18個の電子が配置されています。完全な4d軌道は特に安定しています。
O殻 (n=5)：5s軌道に1個の電子を含みます。この単一の電子が銀の価電子です。

価電子と酸化状態

銀は5s¹軌道に1個の価電子を持ちますが、4d¹⁰軌道の10個の電子も特定の条件下で化学結合に参加することがあります。最も一般的な酸化状態は+1で、銀は5s電子を失い、極めて安定な[Kr] 4d¹⁰配置のAg⁺イオンを形成します。

+1の状態は銀の化学を支配し、そのほとんどの化合物（硝酸銀（AgNO₃）、塩化銀（AgCl）、酸化銀（Ag₂O）、および無数の錯体）に現れます。+2の状態はフッ化銀(II)（AgF₂）などのいくつかの化合物に存在しますが、これらの化合物は不安定で強い酸化剤です。+3の状態は極めて稀で、いくつかの高度に安定化された錯体にのみ存在します。金属銀は酸化状態0に相当します。

化学的反応性と抗菌性

銀は比較的反応性が低く、天然の状態で存在する理由を説明しています。通常の条件下では空気中で酸化しませんが、大気中の硫化水素（H₂S）の微量成分とゆっくり反応し、黒色の硫化銀（Ag₂S）を形成し、銀製品の特徴的な変色を引き起こします：4Ag + 2H₂S + O₂ → 2Ag₂S + 2H₂O。

銀はほとんどの希酸に耐性がありますが、硝酸には容易に溶解し、硝酸銀を形成し、二酸化窒素を放出します：3Ag + 4HNO₃ → 3AgNO₃ + NO + 2H₂O。また、熱濃硫酸や酸素存在下のシアン化物溶液にも溶解し、この反応は銀鉱石からの銀の抽出（シアン化法）に利用されています。

銀は顕著な抗菌性および抗真菌性を持ち、古代から経験的に知られています。銀またはその化合物から放出されるAg⁺イオンは、細菌の細胞膜と相互作用し、酵素機能を妨害し、DNAを損傷させ、微生物を効果的に殺します。この性質は、抗菌包帯、医療用カテーテルのコーティング、水浄化装置、抗菌テキスタイルに利用されています。

銀は、光に敏感な難溶性のハロゲン化物（AgCl、AgBr、AgI）を形成し、光の影響で黒くなります。この性質は、1839年のダゲレオタイプから21世紀のデジタル時代まで1世紀半以上にわたり、銀塩写真の基礎となりました。

銀の産業および技術的応用

宝飾品および銀細工（スターリングシルバー：92.5％銀、7.5％銅）；
電気接点、スイッチ、高性能リレー；
太陽光発電パネル（セルのメタライズペースト）；
電子機器のプリント基板、はんだ、RFIDコンポーネント；
宇宙および医療用途の銀-亜鉛および銀-酸化物電池；
エチレンオキシドおよびホルムアルデヒドの生産用触媒；
医療用抗菌包帯およびカテーテルコーティング；
高品質ミラーおよび反射コーティング；
スーパーキャパシタおよび高度な電池電極；
水の浄化（コロイド銀ナノ粒子）；
抗菌テキスタイルおよび抗菌衣類；
電子機器用の鉛フリーはんだ（Ag-Cu-Sn合金）；
歯科用アマルガムおよび補綴合金；
熱制御用薄膜ガラス；
医療および研究用の核トレーサー；
抗菌洗濯機および冷蔵庫。

銀と太陽光発電：重要な役割

銀の現代的な主要な応用の一つは、急速に成長している太陽光発電産業です。結晶シリコン太陽電池は市場の95％以上を占めており、銀を含むメタライズペーストを使用して発生した電気を収集および輸送します。

標準的な太陽電池には、前面にスクリーン印刷された細い線（フィンガー）と背面の接点として、約100-130 mgの銀が含まれています。銀の例外的な電気伝導率は抵抗損失を最小限に抑え、セルの変換効率を最大化します。この重要な応用において銀に匹敵する金属はありません。

太陽光発電産業は現在、年間約3000トンの銀を消費しており、これは世界の総需要の10％以上を占めています。気候変動と戦うための太陽エネルギーの大規模な拡大により、この需要は2030年までに2倍または3倍になる可能性があります。研究者は、銀への依存と生産コストを削減するために、代替品（メッキ銅、合金、量の削減）の開発に積極的に取り組んでいます。

銀の通貨および金融市場

銀は数千年にわたり通貨として使用されてきました。しばしば二元金属制度で金と同等に扱われてきました。金と銀の比率は、異なる文明で10:1から20:1の間で変動してきました。銀貨は20世紀半ばまで一般的な通貨として流通していましたが、徐々に通貨としての地位を失い、キュプロニッケル合金に置き換えられました。

今日、銀は投資および価値の保存手段としての役割を維持しています。ロンドン金属市場およびニューヨークのCOMEXで取引されています。銀の価格は、貴金属および産業材料としての二重の性質により、金の価格よりもはるかに変動しやすいです。現代の金と銀の比率は通常50:1から80:1の間で変動し、銀の相対的な豊富さを反映しています。

銀の価格は劇的に変動してきました：1990年代から2000年代にかけて1トロイオンスあたり約5ドル、1980年にはハント兄弟による操作で史上最高の50ドル、2011年には金融危機後の投機で再び50ドルに達し、2010年代から2020年代にかけて15〜25ドルで安定しています。銀の投資用世界保有量（地金、コイン、ETF）は約20億から30億トロイオンスです。

天体物理学および宇宙論における役割

銀は主に、漸新星分枝（AGB）星におけるsプロセス（遅い中性子捕獲）によって星で合成され、超新星および中性子星の合体時のrプロセス（速い中性子捕獲）も寄与しています。銀の2つの安定同位体（Ag-107およびAg-109）は、これらのプロセスによって生成され、その相対的な寄与は核合成の条件に依存します。

銀の宇宙存在度は、水素の原子数に対して約4.8×10⁻¹⁰です。この控えめな存在度は、銀が鉄のピークを超えた核安定性曲線上に位置し、重元素の生成が徐々に効率的にならないことを反映しています。

銀-107は、放射性パラジウム-107（半減期650万年）の崩壊生成物です。原始的な隕石に測定された銀-107の過剰は、太陽系の形成時にパラジウム-107が存在していたことを示しています。銀-107の異常から推定された初期の¹⁰⁷Pd/¹⁰⁸Pd比は、太陽系の形成に先立つ核合成イベントの時間的制約を提供します。

中性銀（Ag I）およびイオン化銀（Ag II）のスペクトル線は、一部の冷たい星および巨星のスペクトルで観測されます。これらの線の分析により、恒星大気中の銀の存在度を決定し、銀河の化学的進化を追跡することができます。sプロセス元素に富んだ一部の星では銀の過剰が検出されており、AGB星が銀の生産に果たす役割が確認されています。

注：
銀は地殻中に平均約0.075 ppmの濃度で存在し、銅の約20分の1の希少性ですが、金の15〜20倍豊富です。銀は天然の状態（生産量の約25％）および200以上の鉱石、主に輝銀鉱（Ag₂S）、角銀鉱（AgCl）、および鉛（方鉛鉱）、銅、亜鉛、金の鉱石と共生しています。

世界の銀生産量は年間約25,000〜27,000トンです。メキシコが世界最大の生産国（約22％）で、ペルー、中国、ロシア、チリ、オーストラリア、ポーランドが続きます。銀の約70％は鉛、亜鉛、銅、金の採掘の副産物として生産され、30％のみが一次銀鉱山から産出されます。

銀のリサイクルは重要で、年間供給量の約25〜30％を占めています。銀は電子廃棄物、銀塩写真およびフィルム（減少傾向）、産業用触媒、宝飾品、銀食器から回収されます。銀の高いリサイクル率は、その経済的価値と濃縮源からの比較的容易な回収によるものです。